JPH0574407A - イオン散乱分析装置 - Google Patents
イオン散乱分析装置Info
- Publication number
- JPH0574407A JPH0574407A JP3103682A JP10368291A JPH0574407A JP H0574407 A JPH0574407 A JP H0574407A JP 3103682 A JP3103682 A JP 3103682A JP 10368291 A JP10368291 A JP 10368291A JP H0574407 A JPH0574407 A JP H0574407A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ion
- sample
- ion beam
- particles
- chopping
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 同軸型直衝突イオン散乱分析装置で、測定出
力のバックグラウンドを低下させる。 【構成】 バックグラウンドの主原因は試料を照射する
イオンビーム中に中性粒子が混入していることであるの
で、イオン源１から出射したイオンビームを荷電粒子を
偏向させる偏向電極２で偏向させて試料面に入射させる
ようにした。
力のバックグラウンドを低下させる。 【構成】 バックグラウンドの主原因は試料を照射する
イオンビーム中に中性粒子が混入していることであるの
で、イオン源１から出射したイオンビームを荷電粒子を
偏向させる偏向電極２で偏向させて試料面に入射させる
ようにした。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は試料にイオンビームを照
射したとき、イオンビーム照射方向に対し１８０°反転
した方向に散乱されるイオンのエネルギー分析を行う同
軸型直衝突イオン散乱分析装置に関する。
射したとき、イオンビーム照射方向に対し１８０°反転
した方向に散乱されるイオンのエネルギー分析を行う同
軸型直衝突イオン散乱分析装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】同軸型直衝突イオン散乱分析法は試料表
面の元素分析および表面の構造解析法として広く利用さ
れており、半導体とかその他の新材料の研究に対して甚
だ有効である。所で試料を照射するイオンビーム中には
イオン源でイオン化されなかった中性原子も含まれてい
るが、従来は照射粒子が荷電粒子か中性粒子か弁別する
ことなく、全部を一括して試料に入射させている。しか
し同軸型直衝突イオン散乱分析法では入射イオンビーム
と反対方向に散乱された粒子を検出するので、試料照射
イオンビームと検出しようとする粒子とは同軸上にあ
り、そのためエネルギー分析器として電場を用いたもの
が使えなくて、飛行時間型のエネルギー分析器が用いら
れている。
面の元素分析および表面の構造解析法として広く利用さ
れており、半導体とかその他の新材料の研究に対して甚
だ有効である。所で試料を照射するイオンビーム中には
イオン源でイオン化されなかった中性原子も含まれてい
るが、従来は照射粒子が荷電粒子か中性粒子か弁別する
ことなく、全部を一括して試料に入射させている。しか
し同軸型直衝突イオン散乱分析法では入射イオンビーム
と反対方向に散乱された粒子を検出するので、試料照射
イオンビームと検出しようとする粒子とは同軸上にあ
り、そのためエネルギー分析器として電場を用いたもの
が使えなくて、飛行時間型のエネルギー分析器が用いら
れている。
【０００３】所が試料に照射するイオンビームに中性粒
子が混じっていると、中性粒子はイオンビームをチョッ
ピングする手段によるチョッビング作用を受けないか
ら、試料に継続的に入射し、この粒子が試料により散乱
されて検出されることにより分析データのバックグラウ
ンドを構成する。
子が混じっていると、中性粒子はイオンビームをチョッ
ピングする手段によるチョッビング作用を受けないか
ら、試料に継続的に入射し、この粒子が試料により散乱
されて検出されることにより分析データのバックグラウ
ンドを構成する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は同軸型直衝突
イオン散乱分析装置で、試料照射粒子から中性粒子を除
き、純粋な荷電粒子ビームを試料に照射することによ
り、測定のバックグラウンドを低下させようとするもの
である。
イオン散乱分析装置で、試料照射粒子から中性粒子を除
き、純粋な荷電粒子ビームを試料に照射することによ
り、測定のバックグラウンドを低下させようとするもの
である。
【０００５】
【課題を解決するための手段】試料に入射するイオンビ
ームの中心線に対してイオン源の光軸即ちイオン源から
出射するイオンビームの中心線を傾けて交わらせ、その
交点に作用するように荷電粒子偏向手段を配置して、イ
オン源から出射した荷電粒子ビームを偏向させて試料面
に入射するイオンビームの中心線に重ねるようにした。
ームの中心線に対してイオン源の光軸即ちイオン源から
出射するイオンビームの中心線を傾けて交わらせ、その
交点に作用するように荷電粒子偏向手段を配置して、イ
オン源から出射した荷電粒子ビームを偏向させて試料面
に入射するイオンビームの中心線に重ねるようにした。
【０００６】
【作用】荷電粒子ビームを偏向させるには電場か磁場を
用いるが中性粒子はこの荷電粒子ビーム偏向手段によっ
て偏向されないから、イオン源から出射したまゝの方向
を維持しており、試料照射粒子から除去される。
用いるが中性粒子はこの荷電粒子ビーム偏向手段によっ
て偏向されないから、イオン源から出射したまゝの方向
を維持しており、試料照射粒子から除去される。
【０００７】
【実施例】図１に本発明の一実施例を示す。図で１はイ
オン源で、矢線Ａはその光軸であり、この方向にイオン
ビームを出射する。Ｂはデフレクタ電極６，チョッピン
グ開口４等よりなるイオン光学系の光軸であり、２は荷
電粒子偏向手段の偏向電極でありイオンビームを、試料
にイオンビームを照射する上記イオン光学系の光軸Ｂに
沿うように偏向させる。イオン光学系において３はチョ
ッピング電極で、パルス状に電圧が印加され、イオンビ
ームを周期的に偏向させ、イオンビームが短時間だけイ
オン光学系の光軸Ｂ上のチョッピング開口４を通るよう
にして、試料を照射するイオンビームをチョッピングし
ている。５は粒子検出器である。イオン光学系の光軸に
沿って試料７に入射したイオンビームのうち入射イオン
ビームと反対の方向に散乱された後方散乱粒子８が検出
器５に入射して検出される。
オン源で、矢線Ａはその光軸であり、この方向にイオン
ビームを出射する。Ｂはデフレクタ電極６，チョッピン
グ開口４等よりなるイオン光学系の光軸であり、２は荷
電粒子偏向手段の偏向電極でありイオンビームを、試料
にイオンビームを照射する上記イオン光学系の光軸Ｂに
沿うように偏向させる。イオン光学系において３はチョ
ッピング電極で、パルス状に電圧が印加され、イオンビ
ームを周期的に偏向させ、イオンビームが短時間だけイ
オン光学系の光軸Ｂ上のチョッピング開口４を通るよう
にして、試料を照射するイオンビームをチョッピングし
ている。５は粒子検出器である。イオン光学系の光軸に
沿って試料７に入射したイオンビームのうち入射イオン
ビームと反対の方向に散乱された後方散乱粒子８が検出
器５に入射して検出される。
【０００８】イオン源１はイオン化ガスを導入し、その
分子に加速電子を衝突させてイオン化し、このイオンを
電極により加速し、矢線Ａ方向のイオンビームとして出
射させるものであるが、導入したガスの分子でイオン化
されなかったもので熱運動により矢線Ａの方向に運動し
ていた分子もイオンビームに混入してイオン源から出射
されている。このような中性粒子は電場，磁場の作用を
受けないから、チョッピング電極３によるチョッピング
作用も受けない。そのため従来のようにイオン源の光軸
とイオンの試料照射光学系の光軸とが一致している構成
ではチョッピングを受けない中性粒子が常時継続的に試
料に入射しており、その後方散乱成分が検出器５に入射
して検出されて、測定出力のバックグラウンドとなる。
しかし本発明では、偏向電極２により、イオン軌道を曲
げてイオン照射光学系の光軸上にイオンビームを乗せて
いるので、中性粒子は偏向電極の前面を直進することに
より、試料照射イオンビームからは除去される。
分子に加速電子を衝突させてイオン化し、このイオンを
電極により加速し、矢線Ａ方向のイオンビームとして出
射させるものであるが、導入したガスの分子でイオン化
されなかったもので熱運動により矢線Ａの方向に運動し
ていた分子もイオンビームに混入してイオン源から出射
されている。このような中性粒子は電場，磁場の作用を
受けないから、チョッピング電極３によるチョッピング
作用も受けない。そのため従来のようにイオン源の光軸
とイオンの試料照射光学系の光軸とが一致している構成
ではチョッピングを受けない中性粒子が常時継続的に試
料に入射しており、その後方散乱成分が検出器５に入射
して検出されて、測定出力のバックグラウンドとなる。
しかし本発明では、偏向電極２により、イオン軌道を曲
げてイオン照射光学系の光軸上にイオンビームを乗せて
いるので、中性粒子は偏向電極の前面を直進することに
より、試料照射イオンビームからは除去される。
【０００９】図１でチョッピング電極３，粒子検出器５
および回路部分９は飛行時間型エネルギー分析器を構成
している。試料から出た粒子が検出器５に入射し検出さ
れるまでの時間はその粒子の速度が遅い程長くなるか
ら、その時間を計測することによって粒子の速度に従っ
てエネルギーを求めることができる。そのときの時間測
定の基準としてチョッピング電極３に印加するパルスの
一つの位相を利用する。９１はパルス発生器でチョッビ
ング電極にパルス電圧を印加すると共に、そのパルス電
圧の立上り、或は立下りによって時間ディジタル変換器
９２を始動させ、粒子検出器５からの粒子検出信号によ
って時間ディジタル変換器９２を停止させる。時間ディ
ジタル変換器は作動期間中クロックパルスを計数し、停
止したときのその計数値が、試料照射粒子がチョッピン
グ開口４を通過したときから、試料により散乱されて検
出器５に入射する迄の時間を表す。コンピュータ９３は
この時間データを取込み、イオンビームのチョッピング
を繰り返して、この時間データを採取し、粒子検出時間
の頻度ヒストグラムを作ると、これが散乱粒子のエネル
ギースペクトルとなる。試料照射ビームの中に中性粒子
が混入している場合、これはチョッピングを受けない上
エネルギーも不特定であるから、検出器５に入射すると
分析上全く意味のない検出信号を出させることになり、
測定のバックグラウンドとなるのである。
および回路部分９は飛行時間型エネルギー分析器を構成
している。試料から出た粒子が検出器５に入射し検出さ
れるまでの時間はその粒子の速度が遅い程長くなるか
ら、その時間を計測することによって粒子の速度に従っ
てエネルギーを求めることができる。そのときの時間測
定の基準としてチョッピング電極３に印加するパルスの
一つの位相を利用する。９１はパルス発生器でチョッビ
ング電極にパルス電圧を印加すると共に、そのパルス電
圧の立上り、或は立下りによって時間ディジタル変換器
９２を始動させ、粒子検出器５からの粒子検出信号によ
って時間ディジタル変換器９２を停止させる。時間ディ
ジタル変換器は作動期間中クロックパルスを計数し、停
止したときのその計数値が、試料照射粒子がチョッピン
グ開口４を通過したときから、試料により散乱されて検
出器５に入射する迄の時間を表す。コンピュータ９３は
この時間データを取込み、イオンビームのチョッピング
を繰り返して、この時間データを採取し、粒子検出時間
の頻度ヒストグラムを作ると、これが散乱粒子のエネル
ギースペクトルとなる。試料照射ビームの中に中性粒子
が混入している場合、これはチョッピングを受けない上
エネルギーも不特定であるから、検出器５に入射すると
分析上全く意味のない検出信号を出させることになり、
測定のバックグラウンドとなるのである。
【００１０】
【発明の効果】本発明によれば、同軸型直衝突イオン散
乱分析装置で、照射イオンビームに混入している中性粒
子を除去することにより、測定結果におけるバックグラ
ウンドが低下し、分析感度の向上が得られる。
乱分析装置で、照射イオンビームに混入している中性粒
子を除去することにより、測定結果におけるバックグラ
ウンドが低下し、分析感度の向上が得られる。
【００１１】
【図１】 本発明の一実施例の構成図。
１ イオン源 ２ 偏向電極 ３ チョッピング電極 ４ チョッピング開口 ５ 粒子検出器 ６ デフレクタ電極 ７ 試料 ９ 回路部分
Claims (1)
- 試料に入射せしめられるイオンビームの中心線に対し
て、イオン源の光軸を傾けて交わらせ、その交点に作用
するように荷電粒子偏向手段を配置して、イオン源から
出射したイオンビームを偏向させて試料面に入射せしめ
るようにしたことを特徴とするイオン散乱分析装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3103682A JPH0574407A (ja) | 1991-02-22 | 1991-02-22 | イオン散乱分析装置 |
| EP92102485A EP0501257B1 (en) | 1991-02-22 | 1992-02-14 | Ion scattering spectrometer |
| DE69212858T DE69212858T2 (de) | 1991-02-22 | 1992-02-14 | Rückstreuionenspektrometer |
| US07/836,384 US5182453A (en) | 1991-02-22 | 1992-02-18 | Ion scattering spectrometer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3103682A JPH0574407A (ja) | 1991-02-22 | 1991-02-22 | イオン散乱分析装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0574407A true JPH0574407A (ja) | 1993-03-26 |
Family
ID=14360558
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3103682A Pending JPH0574407A (ja) | 1991-02-22 | 1991-02-22 | イオン散乱分析装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0574407A (ja) |
-
1991
- 1991-02-22 JP JP3103682A patent/JPH0574407A/ja active Pending
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